礦產(chǎn)企業(yè)電子技術(shù)在礦山安全監(jiān)測(cè)信息化中的應(yīng)用

鮑 捷，歐仁俠，陳洪斌

（吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013）

目前礦產(chǎn)企業(yè)眾多，除煤礦外，多數(shù)稀有金屬礦開(kāi)采方式以地上露天開(kāi)采為主，但隨著開(kāi)采量的逐漸增加，地上稀有金屬礦藏的減少，多年后勢(shì)必會(huì)從地上開(kāi)采轉(zhuǎn)移到地下開(kāi)采。

眾所周知，地下開(kāi)采的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地上開(kāi)采，礦井下環(huán)境惡劣，未知因數(shù)較多，塌方、瓦斯氣體引發(fā)的爆炸、吸入有毒氣體等災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生，井下工作人員的人身安全和礦產(chǎn)企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全實(shí)時(shí)面臨威脅。

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，以及礦用電子技術(shù)在礦產(chǎn)開(kāi)采和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的礦產(chǎn)企業(yè)投入到礦山電子信息化的安全監(jiān)測(cè)研究中來(lái)，為礦山的安全生產(chǎn)和礦井工作人員的生命安全做出了突出貢獻(xiàn)，同時(shí)也有效提高了生產(chǎn)效率。

1 礦產(chǎn)企業(yè)電子技術(shù)發(fā)展概況

在電子技術(shù)即將成為世界上第一大產(chǎn)業(yè)的今天，電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎人們的想象，應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)孔不入，人類(lèi)能有今天的進(jìn)步程度，離不開(kāi)電子技術(shù)的飛速發(fā)展。礦產(chǎn)企業(yè)也意識(shí)到在礦山開(kāi)采中，引入現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)、電力合理調(diào)度技術(shù)、對(duì)于預(yù)防礦難，減少生產(chǎn)事故，節(jié)約能源、減少高危環(huán)境作業(yè)人員和提高生產(chǎn)效率都是相當(dāng)必要的。

因此，電子技術(shù)在礦業(yè)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用很廣，自礦用可燃?xì)怏w傳感器和井下無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)產(chǎn)生后，礦山安全生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段[1]，使得管理人員可在地面遠(yuǎn)程監(jiān)控井下施工情況，對(duì)下井人員所處井下環(huán)境和具體定位可以實(shí)時(shí)掌握，大型礦用機(jī)電設(shè)備的出現(xiàn)也為提高生產(chǎn)率和礦難營(yíng)救提供了可靠的保障。

2 礦山安全需求分析

礦山安全生產(chǎn)是第一位的，在安全生產(chǎn)的前提下提高工作效率與產(chǎn)量是礦產(chǎn)企業(yè)所追求的目的。礦山開(kāi)采中,礦山安全監(jiān)測(cè)主要包括生產(chǎn)管理安全和井下工作人員安全。由于井下環(huán)境惡劣，井下工作人員要長(zhǎng)期作業(yè)于這種環(huán)境中，還要伴有繁重的體力勞動(dòng)，井下救援與應(yīng)急方案顯得尤為重要。另外，井下空間形狀各異、巷道長(zhǎng)短不一，狹窄交錯(cuò)，電磁干擾強(qiáng)度大[2]，一般有線(xiàn)通信系統(tǒng)或設(shè)備在礦山不適用，想要建立信息化礦山安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，難易程度要比在工廠(chǎng)鋪設(shè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜得多。

結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)需要和實(shí)地環(huán)境，礦山安全需求應(yīng)考慮以下幾方面，為了滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需求，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)監(jiān)控要符合施工規(guī)定，滿(mǎn)足井下作業(yè)要求；考慮井下人員安全，要設(shè)立連同生產(chǎn)安全在一起的礦山安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證應(yīng)急救援能順利進(jìn)行。

3 現(xiàn)代電子技術(shù)在礦山安全監(jiān)測(cè)信息化中的應(yīng)用

礦井在開(kāi)采施工的過(guò)程中，主要可分為以下幾部分，第一部分是監(jiān)控管理，第二部分是通訊，第三部分是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)[3]，可以看出這三部分都和電子技術(shù)是密不可分的，哪一個(gè)層次都離不開(kāi)電子技術(shù)的參與。

這三部分組合在一起就構(gòu)成了信息化的礦山安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體框架，在這三部分的分支之下還包含了多種監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，比如：礦山電力調(diào)度系統(tǒng)、運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、水泵監(jiān)控系統(tǒng)、井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、礦山開(kāi)采機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)、礦山通信系統(tǒng)、礦工實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、礦井氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和集控管理中心等。可以說(shuō)這是一個(gè)龐大而復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)控制網(wǎng)，只有各個(gè)系統(tǒng)配合得當(dāng)，各司其職，提高信息化和自動(dòng)化水平，才能為礦山開(kāi)采、生產(chǎn)安全和提高生產(chǎn)率發(fā)揮重要作用。

3.1 礦山生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)

礦山開(kāi)采危險(xiǎn)性和不可預(yù)知性都是很強(qiáng)的，礦井里有太多未知的情況，即使整套安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都采用頂級(jí)設(shè)備，井下都是資深工作人員，也不能排除一些未知的安全故障，達(dá)到安全生產(chǎn)零事故，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能做到的就是盡力降低事故的發(fā)生率，最大程度的保證生命和生產(chǎn)安全。其中生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)應(yīng)該包括以下子系統(tǒng)：礦山安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、礦山電力調(diào)度系統(tǒng)、礦山開(kāi)采機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、井下水泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)和礦井氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等[4]，每個(gè)系統(tǒng)都是獨(dú)立的，又受到集控管理中心整體控制，統(tǒng)一調(diào)度，當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)值超出規(guī)定范圍，將會(huì)報(bào)警，集控管理中心根據(jù)報(bào)警及時(shí)處理，做出相應(yīng)解決方案，把生產(chǎn)損失降到最低。

3.2 井下人員生命安全監(jiān)測(cè)

在任何環(huán)境下，人身安全是第一位的，礦井開(kāi)采的重中之重是保證生命安全。

當(dāng)?shù)V難發(fā)生了，再去應(yīng)急救援我們最不愿意看到的情況，各方面的損失都是最大的，為了防患于未然，減小礦難救援帶來(lái)的損失，就應(yīng)加大前期投入，建立完備的現(xiàn)代化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

從人身安全角度，該系統(tǒng)應(yīng)具備以下子系統(tǒng)：礦山通信系統(tǒng)和礦工實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，而且為保證地面總監(jiān)控與礦井內(nèi)部的通信暢通，礦山通信系統(tǒng)一般都采用幾種不同的通信設(shè)備同時(shí)工作。

在有線(xiàn)通信線(xiàn)路難以鋪設(shè)或成本高昂的情況下，可采用無(wú)線(xiàn)通信，目的就是為了保證讓井下人員在環(huán)境惡劣或強(qiáng)磁干擾時(shí)仍能與主監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通信，以便當(dāng)?shù)V難發(fā)生時(shí)第一時(shí)間組織營(yíng)救。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)礦山安全需求分析，明確礦用電子技術(shù)在信息化礦山安全監(jiān)測(cè)中是非常重要的，礦山安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)控制網(wǎng)，生產(chǎn)安全無(wú)小事，采礦業(yè)在各行業(yè)中工作人員危險(xiǎn)系數(shù)較大，生產(chǎn)事故和傷亡率較高，礦產(chǎn)企業(yè)在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，要更加重視生產(chǎn)安全，礦用電子技術(shù)的發(fā)展將會(huì)在一定程度上為礦山安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)，對(duì)人身安全的保障具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。